JP6665516B2

JP6665516B2 - 画像形成装置、および画像形成装置の制御方法

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Publication number: JP6665516B2
Application number: JP2015244567A
Authority: JP
Inventors: 哲子黒須; 山田　貴; 貴山田
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2035-12-15
Also published as: JP2017111253A

Description

本発明は、画像形成装置、および画像形成装置の制御方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリなど）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着装置の定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

このような画像形成装置において定着装置の温度制御は形成した画像の質を向上させるために重要な技術である。たとえば、特許文献１には、定着ローラーを加熱するためのヒーターランプを軸方向に２つ設けている。そして、２つのヒーターランプの定着ローラー軸方向の配光分布が、低配光域、立ち上がり域、高配光域、ピーク域となっている。また、この２つのヒーターランプは、互いの立ち上がり域が重なるように逆向きに配設されている。そしてサーミスターをそれぞれのピーク域近傍に設けて、各サーミスターの検出温度の差が所定値以内となるように２つのヒーターランプを制御している。

特開平７−１１４２９４号公報

ところで、画像形成装置の筐体内部は、定着装置だけでなく、上述したように、静電潜像を形成するためレーザー照射装置や感光体ドラム、そして用紙の搬送経路、さらには、筐体内の各機器を冷却するための冷却装置など、多くの機器が配置されている。従来技術は、定着装置に複数のヒーターランプを設け、それぞれのヒーターランプに対応したサーミスターを配設している。しかし、複数ヒーターのそれぞれに完全にサーミスター対応させて配設することは、装置内部の空間的な制約があり難しい場合がある。一方、定着装置の温度制御は非常に重要であり、画像形成装置にとって欠くことができない。

本発明の目的は、複数のヒーターを備えた定着装置を有する画像形成装置において、画像形成装置内部の空間的な制約を満たしつつ、定着装置に必要な温度制御を行うことのできる画像形成装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、複数のヒーターを備えた定着装置を有する画像形成装置において、画像形成装置内部の空間的な制約を満たしつつ、定着装置に必要な温度制御を行うことのできる画像形成装置の制御方法を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）用紙上のトナー像を加熱して定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーを加熱するために設けられていて、前記定着ローラーの軸方向の一端部の発熱量が他端部より大きな第１ヒーターと、前記他端部の発熱量が前記一端部より大きな第２ヒーターと、
前記定着ローラーの温度を検出する温度センサーと、
前記温度センサーが検出した温度が目標温度となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯比率を決定して、当該点灯比率により前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を制御するとともに、
前記目標温度となるまで、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯経過時間と前記点灯比率に基づいて前記定着ローラーの軸方向の温度傾き値を求め、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターを優先的に点灯させる制御部と、
を有する、画像形成装置。

（２）前記制御部は、前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度に到達すると前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させ、その後、前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度を下回っている場合は、時分割制御により前記点灯比率となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を切り替えるようにされ、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの内、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターが、前記目標温度に到達して前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させる直前に点灯中であった場合は、再び検出温度が前記目標温度を下回った際に、前記点灯中であったヒーターを優先して点灯させる、上記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記制御部は、前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターの点灯時間と前記第２ヒーターの点灯時間を制御する、上記（１）または（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記制御部は、前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターへの供給電力と前記第２ヒーターへの供給電力を制御する、上記（１）または（２）に記載の画像形成装置。

（５）前記制御部は、前記温度傾き値とあらかじめ決められた所定値を比較して、前記温度傾き値が前記所定値を超えている場合に、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターの点灯比率を大きくし、前記温度傾き値を大きくさせる方のヒーターの点灯比率を小さくする、上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の画像形成装置。

（６）前記制御部は、前記温度傾き値を各ヒーターのなかの最短点灯時間より短い間隔で求める、上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の画像形成装置。

（７）用紙上のトナー像を加熱して定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーを加熱するために設けられていて、前記定着ローラーの軸方向の一端部の発熱量が他端部より大きな第１ヒーターと、前記他端部の発熱量が前記一端部より大きな第２ヒーターと、
前記定着ローラーの温度を検出する温度センサーと、を有し、
前記温度センサーが検出した温度が目標温度となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯比率を決定して、当該点灯比率により前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を制御する画像形成装置の制御方法であって、
前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯比率を決定して、当該点灯比率により前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を制御するとともに、
前記目標温度となるまで、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯経過時間と前記点灯比率に基づいて前記定着ローラーの軸方向の温度傾き値を求め、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターを優先的に点灯させる、画像形成装置の制御方法。

（８）前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度に到達すると前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させ、その後、前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度を下回っている場合は、時分割制御により前記点灯比率となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を切り替えるようにされ、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの内、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターが、前記目標温度に到達して前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させる直前に点灯中であった場合は、再び検出温度が前記目標温度を下回った際に、前記点灯中であったヒーターを優先して点灯させる、上記（７）に記載の画像形成装置の制御方法。

（９）前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターの点灯時間と前記第２ヒーターの点灯時間を制御する、上記（７）または（８）に記載の画像形成装置の制御方法。

（１０）前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターへの供給電力と前記第２ヒーターへの供給電力を制御する、上記（７）または（８）に記載の画像形成装置の制御方法。

（１１）前記温度傾き値とあらかじめ決められた所定値を比較して、前記温度傾き値が前記所定値を超えている場合に、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターの点灯比率を大きくし、前記温度傾き値を大きくさせる方のヒーターの点灯比率を小さくする、上記（７）〜（１０）のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。

（１２）前記温度傾き値を各ヒーターのなかの最短点灯時間より短い間隔で求める、上記（７）〜（１１）のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。

本発明によれば、画像形成装置内部の空間的な制約により十分な数の温度センサーの設置が難しい状況においても、確実に定着装置の温度制御を行うことができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略正面図である。本実施形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示すブロック図である。加熱ローラー部分の構造を示す概略正面図である。ヒーターユニットの構造を示す概略図である。各ヒーターの配熱（各部位の発熱量）を示すグラフである。画像形成装置内部のエアーフローを説明するための画像形成装置の概略図である。アイドリング中における定着ベルトの軸方向の温度分布を示すグラフである。画像形成中における定着ベルトの軸方向の温度分布を示すグラフである。定着部の加熱制御の手順を示すフローチャートである。第１ヒーターおよび第２ヒーターの点灯、消灯のタイミングチャートである。第３ヒーターの点灯、消灯のタイミングチャートである。温度傾き値監視処理の手順を示すフローチャートである。温度傾き値に基づいた制御を説明するため説明図である。温度傾き値が高くなっている場合の制御を説明するため説明図である。定着ローラーと加圧ローラーが直接接する定着部の形態を示す概略図である。両端部でそれぞれ配熱が異なる２本のヒーターを用いた形態を示す概略図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略正面図である。図２は、本実施形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示すブロック図である。

本実施形態の画像形成装置１（以下単に装置ということもある）は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより画像を形成する。

また、画像形成装置１は、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式である。

このような画像形成装置１は、図２を参照して、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、および制御部１００を備える。また、電源部９０を備える。電源部９０からは制御部１００からの指令（制御）によって各部への必要な電力が供給される（電源部９０から各部への電源線は図示省略した）。

制御部１００は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅ（ＳｉｎｇＵｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓＭｅｍｏｒｙ）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１内の画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、および用紙搬送部５０など各部の動作を制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、たとえば不揮発性の半導体メモリ（たとえばフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。したがって、制御部１００は、いわゆるコンピューターである。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（たとえばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、たとえば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、たとえばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をイメージセンサー（たとえばＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）センサー）１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、たとえばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。たとえば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、有色トナーによるカラー画像を形成する画像形成ユニット４１、形成されたトナー像を用紙に定着させる定着部６０等を備える。これら画像形成部４０内の各部も制御部１００によって制御される。

画像形成ユニット４１は、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、および４１Ｋと、中間転写ユニット４２を備える。画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示す。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、さらに露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、たとえばドラム径が６０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：ＵｎｄｅｒＣｏａｔＬａｙｅｒ）、電荷発生層（ＣＧＬ：ＣｈａｒｇｅＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＬａｙｅｒ）、電荷輸送層（ＣＴＬ：ＣｈａｒｇｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＬａｙｅｒ）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：ＯｒｇａｎｉｃＰｈｏｔｏ−ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。電荷発生層は、電荷発生材料（たとえばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（たとえばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（たとえばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。

帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、たとえば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は、基体としてＰＩ（ポリイミド）が用いられた無端状ベルトで構成され、ステアリングローラー４２３Ｃを含む複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。たとえば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が、たとえば８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。

定着部６０内には、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、定着ベルト６３、加圧ローラー６４を備える。また、ヒーターユニット１１０、他端部サーミスター８０、端部サーミスター８２、中央部サーモスタット８４、中央部サーミスター８６、一端部サーモスタット８８などを備えている。これらの詳細は後述する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）があらかじめ設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、定着部６０の具体的な構成について、さらに図１を参照しながら説明する。定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される下側定着部６０Ｂを備える。

上側定着部６０Ａは、加熱ローラー６１と定着ローラー６２とを有する。加熱ローラー６１と定着ローラー６２との間には、無端状の定着ベルト６３が所定のベルト張力（たとえば、２５０［Ｎ］）で張架されている。

下側定着部６０Ｂは、加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６３を介して定着ローラー６２に所定の定着荷重（たとえば、２５００［Ｎ］）で押圧される。このようにして、定着ローラー６２と加圧ローラー６４との間には、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着ベルト６３は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、この用紙Ｓを定着温度（たとえば１６０〜２００℃）で加熱する。ここで、定着温度とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙Ｓの紙種等によって異なる。

定着ベルト６３は、たとえば、基体として厚さ７０［μｍ］のＰＩ（ポリイミド）を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００［μｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０［°］）で被覆し、さらに、表層に厚さ３０［μｍ］の耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のコーティングをしている。

加熱ローラー６１は、定着ベルト６３を加熱する加熱部としてのヒーターユニット１１０を内蔵している。ヒーターユニット１１０が加熱ローラー６１内で発熱することで、定着ベルト６３を加熱する。そして定着ベルト６３が定着ローラー６２を加熱することになる。したがって、定着ローラー６２は定着ベルトを介してヒーターユニット１１０によって間接的に加熱されることになる。

加熱ローラー６１は、たとえば、金属等から形成された円筒状の芯金そのまま、またはその外周面を、フッ素系樹脂等でコーティングしたものである。定着ローラー６２は、図示しない駆動手段（たとえば、モーター）から動力が伝達されることにより回転駆動する。定着ベルト６３および加熱ローラー６１は定着ローラー６２の回転に応じて回転駆動する。

図３は加熱ローラー部分の構造を示す概略正面図である。図４はヒーターユニットの構造を示す概略図であって、図３中のＡ方向から見た図である（加熱ローラーの軸方向と直交する方向から見た図）。

ヒーターユニット１１０は、定着ニップを通過する複数種類の用紙Ｓの用紙幅に対応するために棒状に形成された複数のヒーターを備える。複数のヒーターは第１ヒーター１２０、第２ヒーター１３０、および第３ヒーター１４０である。

第１ヒーター１２０、第２ヒーター１３０、および第３ヒーター１４０は、管状のバルブと、バルブ内に軸方向に沿って伸びるように配設されたフィラメントとを有するランプである。各ヒーターは、制御部１００の制御によって電源部９０から電力が供給されて発熱する。

なお、図４において、各ヒーター（ランプ）の大きさは、実際のヒーターの大きさではなく、各ヒーターの配熱をわかり易くするために、動作時の発熱量が大きなものほど大きく描いている。また、図４に示すように、一端部側（図示右側）を画像形成装置の前側（フロント側）とし、他端部側（図示左側）を後側（リア側）とする。

図５は、各ヒーターの配熱（各部位の発熱量）を示すグラフである。

第１ヒーター１２０は、サブヒータランプであり、軸方向の両端部を発熱するために一端部側ヒーターランプ１２１と他端部側ヒーターランプ１２２よりなる。第１ヒーター１２０は、加熱ローラー６１および定着ベルト６３を介して定着ローラー６２の軸方向における一端部側を他端部側よりも高温に加熱するように構成されている。すなわち、第１ヒーター１２０は、図５の一点鎖線Ｌ１に示すように、一端部側の発熱量が他端部側よりも大きい。このため一端部側ヒーターランプ１２１の発熱量が他端部側ヒーターランプ１２２の発熱量よりも大きいのである。

第２ヒーター１３０は、サブヒータランプであり、軸方向の両端部を発熱するために一端部側ヒーターランプ１３１と他端部側ヒーターランプ１３２よりなる。第２ヒーター１３０は、加熱ローラー６１および定着ベルト６３を介して定着ローラー６２の軸方向における他端部側を一端部側よりも高温に加熱するように構成されている。すなわち、第２ヒーター１３０は、図５の点線Ｌ２に示すように、他端部側の発熱量が一端部側よりも大きい。このため他端部側ヒーターランプ１３２の発熱量が一端部側ヒーターランプ１３１の発熱量よりも大きいのである。

第３ヒーター１４０は、メインヒーターランプであり、軸方向の中央部が発熱するように形成されている。すなわち、第３ヒーター１４０は、加熱ローラー６１および定着ベルト６３を介して定着ローラー６２の軸方向の中央部を一端部（前側、以下同様）および他端部（後側、以下同様）より高温に加熱するように構成されている。第３ヒーター１４０は、図５の実線Ｌ３に示すように、一端部と他端部の両端部よりも中央部が高温となる発熱量となっている。第３ヒーター１４０の軸方向における中央部の長さは、たとえばＡ４縦送りサイズの用紙幅に相当する。

これら３つのヒーターによって定着ローラー６２は加熱ローラー６１および定着ベルトを介在させて軸方向にまんべんなく加熱されることになる。

本実施形態では、第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０とは、加熱ローラー６１の軸方向において、左右対称の発熱分布を有している。なお、第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０とは、加熱ローラー６１の軸方向において、左右非対称の加熱分布を有しても良い。

第３ヒーター１４０の軸方向における中央部に配設されたフィラメントの長さと第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の軸方向における両端部に配設されたフィラメントの長さとの和は、たとえばＡ４サイズ長手方向の用紙幅に相当する。

第１ヒーター１２０、第２ヒーター１３０、および第３ヒーター１４０は、制御部１００から出力された命令によって、選択的に点灯（発熱）または消灯（非発熱）する。

加熱ローラー６１の近傍には、各ヒーターの温度制御のために温度検出部材が配置されている。温度検出部材は、他端部側から順に、他端部サーミスター８０、端部サーミスター８２、中央部サーモスタット８４、中央部サーミスター８６、一端部サーモスタット８８を備えている。なお図４において、サーモスタットを「ｔｍｔ」、サーミスターをｔｍｓと記した。

他端部サーミスター８０は、他端部の非通紙部に、加熱ローラー６１（または定着ベルト６３を介して加熱ローラー６１）と接触するように配置されている。他端部サーミスター８０は、高温を検知すると制御部１００が全ヒーターのＯＦＦと画像形成の停止を行う。したがって他端部サーミスター８０が加熱ローラー６１の軸方向における他端部において高温を検出したときには、即座に全ヒーターへの電力が遮断される。他端部サーミスター８０は、定着ニップ幅方向において用紙が搬送される領域外の位置に加熱ローラー６１または定着ベルト６３に接触するように取り付けることで、確実にヒーターユニット１１０の異常な温度を検出できるようになっている。

端部サーミスター８２は温度センサーとなるものであり、加熱ローラー６１および定着ベルト６３と非接触で他端部側に配置されている。端部サーミスター８２は他端部側の温度を検出して、制御部１００へ伝え、制御部１００が第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０をＯＮ／ＯＦＦして制御温度に制御する。したがって端部サーミスター８２は、加熱ローラー６１の軸方向における他端部の温度を検出して制御部１００に出力する。制御部１００は、たとえば、端部サーミスター８２から出力された温度と両端部の目標温度との差に基づいて、検出温度が目標温度に向かうように、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯制御を行う。

端部サーミスター８２は、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０のそれぞれの他端部側ヒーターランプ１２２および１３２に対応した位置に設けられている。

この端部サーミスター８２は定着ベルト６３から常に離れた位置に設けられている。これは定着ベルト６３に端部サーミスター８２が接触すると定着ベルト６３表面に傷がつく恐れがあり、傷がついてしまうと、形成された画像に悪影響があるので、このような傷が発生しないようにするためである。

中央部サーモスタット８４は、加熱ローラー６１および定着ベルト６３と非接触で中央部に配置されており、高温を検知すると自身のスイッチが切れて、第３ヒーター１４０への通電を遮断することにより、第３ヒーター１４０をＯＦＦする。中央部サーモスタット８４からは、第３ヒーター１４０への通電を遮断したことを知らせる信号が制御部１００にも出力される（高温を検出したことを知らせる信号でもよいし、制御部１００が通電の遮断を検知してもよい）。これにより制御部１００は、実行中の画像形成処理を停止する。中央部サーモスタット８４も、定着ベルト６３に傷をつけないために、常に離れた位置に設けられている。

中央部サーミスター８６は、中央部に加熱ローラー６１および定着ベルト６３と非接触で配置されており、温度を検出して、第３ヒーター１４０をＯＮ／ＯＦＦして制御温度に制御する。中央部サーミスター８６は、加熱ローラー６１の軸方向における中央部の温度を検出して制御部１００に出力する。制御部１００は、たとえば、中央部サーミスター８６から出力された温度と中央部の目標温度との差に基づいて、中央部の温度が目標温度に向かうように、第３ヒーター１４０の点灯制御を行う。中央部サーミスター８６も、定着ベルト６３に傷をつけないために、常に離れた位置に設けられている。

一端部サーモスタット８８は、一端部に加熱ローラーおよび定着ベルト６３と非接触で配置されており、高温を検知すると自身のスイッチが切れて、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０への通電を遮断することにより、これらヒーターをＯＦＦする。したがって一端部サーモスタット８８が加熱ローラー６１の軸方向における一端部において高温を検出したときには、即座に第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０への電力を遮断する。一端部サーモスタット８８からは、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０への通電を遮断したことを知らせる信号が制御部１００にも出力される（高温を検出したことを知らせる信号をでもよいし、制御部１００が通電の遮断を検知してもよい）。これにより制御部１００は、実行中の画像形成処理を停止する。

この一端部サーモスタット８８も、定着ベルト６３に傷をつけないために、常に離れた位置に設けられている。

このように制御部１００は、端部サーミスター８２および中央部サーミスター８６の２つ温度検出部材（温度センサー）が検出した温度により、第１ヒーター１２０、第２ヒーター１３０、および第３ヒーター１４０の点灯制御を行っている。

サーモスタットやサーミスターは、本実施形態のごとく、加熱ローラー６１の軸方向に複数のヒーターが設けられている場合、それぞれのヒーターに対応させて、一端部、中央部、および他端部に配置することが理想である。しかし、画像形成装置においては、内部構造や空間的な制約から、様々な部材の配置が制約されてしまうことがある。たとえば、加熱ローラー６１の軸方向における発熱幅を３３０［ｍｍ］とした場合、温度制御用のサーミスターの幅として約５０［ｍｍ］、高温検出用のサーモスタットの幅として５０［ｍｍ］、各サーミスターおよび各サーモスタットへ電力を供給する電源部９０と接続するための配線の幅として３０［ｍｍ］がそれぞれ必要である。すなわち、サーミスターおよびサーモスタットの１セットで１３０［ｍｍ］の幅が必要となる。本実施形態では発熱部材である各ヒーターによる温度の高い領域が一端部、中央部、および他端部の３つに分かれている。このため理想的には、サーミスターおよびサーモスタットは３セットとなって、３９０［ｍｍ］の幅が必要となる。しかし先に示したように、加熱ローラー６１の軸方向における発熱幅は３３０［ｍｍ］であるから、サーミスターおよびサーモスタットを３セット配置することができない。

このため本実施形態では、画像形成できなくなるような高温に対応するためのサーミスターおよびサーモスタットについては、一端部（一端部サーモスタット８８）、中央部（中央部サーモスタット８４）および他端部（他端部サーミスター８０）のそれぞれに対応して配置する。一方、温度制御ためのサーミスターは、他端部側に端部サーミスター８２、中央部に中央部サーミスター８６の２個のみとした。したがって、一端部側には温度制御のためのサーミスター（すなわち温度センサー）が存在しないのである。

このような本実施形態における定着部６０の温度制御を説明する前に、温度制御に影響を与える画像形成装置１内部のエアーフローについて説明する。

図６は、画像形成装置内部のエアーフローを説明するための画像形成装置の概略図である。

画像形成装置１においては、一般的に、装置本体内の排気および排熱のために複数のファンが設けられている。複数のファンによるエアーフローは、図６中の太線矢印Ｆ１で示すように、装置本体の前側に設けられている吸気ダクト２１０から吸気し、装置本体の後側に排気するようになっている。

たとえば、画像形成処理時においては、定着部６０から発生する熱量が多くなり画像形成装置１内の温度が上昇する。これに対応するために、画像形成処理時においては装置本体の後側に配置された機内冷却ファン２２０や定着排気ファン２３０を１００［％］の出力で動作させる。一方、アイドリング時においては、定着部６０から発生する熱量が少ないため、機内冷却ファン２２０や定着排気ファン２３０を３０［％］程度の出力で動作させる。画像形成装置は、このようなファンの動作によって画像形成装置１内の温度が上昇することを防止している。

なお、画像形成処理の終了直後におけるアイドリング時においては、画像形成処理時に発生した熱が画像形成装置１内に残っているため、機内冷却ファン２２０や定着排気ファン２３０を一定時間、１００［％］の出力で動作させたり、アイドリング時の出力より大きな出力（たとえば、５０［％］）で動作させたりする場合もある。

図７は、アイドリング中における定着ベルト６３の軸方向の温度分布を示すグラフである。アイドリング中においては、小さな電力で定着ニップの温度を維持することができるため、第１ヒーター１２０、第２ヒーター１３０、および第３ヒーター１４０による熱供給は小さくなる。しかし、機内冷却ファン２２０や定着排気ファン２３０の動作は維持されるため、温度の低い外気が吸気ダクト２１０から入り込み、定着部６０から発生する熱によって温められた空気が装置本体の後側に流れることにより装置本体の後側の温度は余り低下しない（図７の点線Ｔ２）。つまり、前側の温度が後側の温度より低くなる方向に温度の傾きが大きくなる。したがって、装置本体の前側の発熱量が大きいヒーター（本実施形態では、第１ヒーター１２０）の点灯時間を、発熱量が小さいヒーター（本実施形態では、第２ヒーター１３０）よりも長くすることによって、定着ニップの軸方向の温度分布を均一にして定着不良の発生を防止する（図７中の実線Ｔ１）。

図８は、画像形成中における定着ベルト６３の軸方向の温度分布を示すグラフである。画像形成中は定着ニップの温度維持に大きな電力を必要とする。このとき図７で示したアイドリング中同様に、第１ヒーター１２０の点灯時間を大きく設定すると、前側の温度が上昇しすぎる結果となる（図８の点線Ｔ２を参照）。

そこで画像形成中は、前側の発熱量が小さい第２ヒーター１３０の点灯時間を、アイドリング時と比べて長くすることによって、定着ニップの軸方向の温度分布を均一にして定着不良の発生を防止している（図８中の実線Ｔ１）。

また、本実施形態では、定着部６０において、図６に示すように、用紙が定着ニップを通過した後に定着ベルト６３から分離させるためにエアを吹き付ける分離ファン２４０が設置される。また、加圧ローラー６４を冷却するためにエアを吹き付ける加圧ローラー冷却ファン２５０が設置される。これらのファンの動作によって、定着ニップの軸方向の温度分布が均一になるように作用するエアーフロー（図６の矢印Ｆ２）が形成される。

ところで、画像形成装置１の動作状態（たとえば、アイドリング中、画像形成中等）の変化に応じて、第１ヒーター１２０、第２ヒーター１３０、および第３ヒーター１４０による熱供給量が変化するだけでなく、上記した各種ファンの稼働状況も変化する。ファンの稼働状況が変化すると、ファンによって形成される画像形成装置１内のエアーフローも変化する。このため定着ニップの軸方向の温度分布に影響を与える。その結果、定着ニップにおける用紙Ｓに対する加熱量が定着ニップの軸方向で不均一になってしまい、定着不良が発生する。特にアイドリング中は、定着部６０の温度を維持するために必要な熱量が画像形成中と比べて少なくなるため、ファンによって形成されたエアーフローの影響を受けて、定着ニップの軸方向の温度分布は大きく変化してしまう。

そこで、本実施形態では、制御部１００は、画像形成装置１内に設けられたファンの稼働状況の変化に応じて、定着ベルト６３ひいては定着ニップの軸方向の温度が均一となるように、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の発熱量を制御する。

図９は、定着部の加熱制御の手順を示すフローチャートである。

この制御は、画像形成装置１の電源がオフからオンに切り替えられることによって開始する。

まず、制御部１００は、定着ベルト６３の目標温度をアイドリング中の目標温度としてあらかじめ定められているアイドル目標温度に設定する（Ｓ１）。次に、制御部１００は、画像形成装置１内に設けられたファンのアイドリング中における稼働状況に応じて第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯比率を算出する（Ｓ２）。本実施形態では、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯比率は、以下の式（１）、式（２）によって定義される。

第１ヒーター１２０の点灯比率［％］＝第１ヒーター１２０の点灯時間／（第１ヒーター１２０の点灯時間＋第２ヒーター１３０の点灯時間） …（１）
第２ヒーター１３０の点灯比率［％］＝１００［％］−第１ヒーター１２０の点灯比率［％］ …（２）
この第２ヒーター１３０の点灯比率が後述するＲ２となる。

第１ヒーター１２０の点灯比率の算出方法は、ファンごとにファンの駆動状態（動作出力：０〜１００［％］）に対して、定着ニップの軸方向の温度分布への影響の大きさを表す係数を掛けたものを求めて積算する。温度分布への影響が大きなファンについては、係数を大きく設定し、影響が小さなファンについては、係数を小さく設定することで、ファン動作を適切に点灯比率へ盛り込むことができる。なお、各種ファンの温度分布への影響は装置本体内に形成されるエアーフローや定着部６０の断熱状態により異なるため、上記係数は画像形成装置ごとに異なった値となる。

第１ヒーター１２０の点灯比率の算出式の例を以下の式（３）に示す。

第１ヒーター１２０の点灯比率［％］＝５０［％］＋機内冷却ファン２２０の動作出力×係数１＋分離ファン２４０の動作出力×係数２ …（３）
ここで、第１項の「５０［％］」は初期値であり、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０を均等な比率で動作させることとしてこの値にしている。もちろん初期値として他の値であってもよい。これにより求めた第１ヒーター１２０の点灯比率が後述するＲ１となる。

ここで、係数１は、機内冷却ファン２２０すなわち装置本体の前側の温度を低下させるファンに対する係数である、したがって、係数１は、前側を後側より高温に加熱する第１ヒーター１２０の点灯比率を高くする必要があり正の値をとる。その一方、係数２は、分離ファン２４０すなわち装置本体の前側から後側にわたって均一に温度を低下させるファンに対する係数であるため、第１ヒーター１２０の点灯比率を低くする必要があり負の値をとる。

表１は、各種ファンについて第１ヒーター１２０の点灯比率を算出する際に用いる係数と、画像形成装置１の動作状態に応じた各種ファンの動作出力との関係、および、式（３）による第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯比率の算出結果を示す。表１に示すように、機内冷却ファン２２０と分離ファン２４０の稼働状況から点灯比率を決定すると、アイドリング時においては、第１ヒーター１２０の点灯比率は、６８［％］となり、第２ヒーター１３０の点灯比率（３２［％］）より高くなる。また、画像形成処理時においては、第１ヒーター１２０の点灯比率は、４７［％］となり、第２ヒーター１３０の点灯比率（５３［％］）より若干低くなる。なお、上記式（３）において、各種ファンの動作出力を変更せずに、画像形成装置１の動作状態の変化に応じて係数１、２の値を変化させることによって第１ヒーター１２０の点灯比率を算出してもよい。すなわち、画像形成装置１の動作状態の変化に応じた各種ファンの稼働状況の変化を係数１、２に反映させても良い。

図９のフローチャートに戻り説明を続ける。制御部１００は、ここで温度傾き値監視処理を開始する（Ｓ３）。この温度傾き値監視処理はサブルーチンであり、かつ、メインルーチンとは平行的に実施される処理である。この処理の詳細は後述する。

続いて、制御部１００は、端部サーミスター８２から検出された温度（検出温度）を取得する（Ｓ４）。

続いて、制御部１００は、取得した検出温度がステップＳ１で設定された目標温度より小さいか否かについて判定する（Ｓ５）。判定の結果、検出温度が目標温度より小さい場合（Ｓ５、ＹＥＳ）、制御部１００は、ステップＳ２にて算出した点灯比率に基づいて第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０を点灯させる（Ｓ６）。その後、処理はステップＳ８に遷移する。

一方、ステップＳ５において、検出温度が目標温度より小さくない場合（Ｓ５、ＮＯ）、制御部１００は、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０を消灯させる（Ｓ７）。その後、処理はステップＳ８へ遷移する。検出温度が目標温度より小さくない場合とは、すなわち、目標温度に到達したことを示している。

ここで、Ｓ２で算出された点灯比率による第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯タイミングを説明する。

図１０は、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯、消灯のタイミングチャートと、検出温度のグラフである。図１０においてタイミングチャートとグラフの横軸である時間は同じにしている。なお、この図は、本実施形態における温度傾き値を用いた制御を行ってない比較例を示している。

本実施形態では、ステップＳ２（または後述するステップＳ１０）において決められた点灯比率となるように時分割により制御している。このため、図１０に示すように、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０を点灯する場合（ステップＳ５：ＹＥＳまたは後述するＳ１２：ＹＥＳ）、制御部１００は、最初の時分割時間の間（Ｔｍ１）において、第１ヒーター１２０の点灯比率に対応する時間の間（Ａ１）、第１ヒーター１２０を点灯（ＯＮ）し、第２ヒーター１３０を消灯（ＯＦＦ）する。第１ヒーターの点灯比率分の時間が経過したなら、第２ヒーター１３０の点灯比率に対応する時間の間（Ａ２）、第１ヒーター１２０を消灯（ＯＦＦ）し、第２ヒーター１３０を点灯（ＯＮ）する。ステップＳ５：ＹＥＳの状態が続いている間、これを時分割時間（Ｔｍ１、Ｔｍ２）ごとに繰り返す。そして、検出温度が目標温度を超えたなら（ステップＳ５またはＳ１２：ＮＯ）、両ヒーターはともに消灯（ＯＦＦ）とする。ここでは、時分割時間Ｔｍ３の途中で目標温度に到達しているので、その時点で制御部１００は、即座に両ヒーターを消灯（ＯＦＦ）させる。

その後、再び検出温度が目標温度を下回ったなら（Ｔｍ４）、Ｓ５（またはＳ１２）がＹＥＳとなるので、制御部１００は、時分割時間ごとに第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯制御を行う（Ｔｍ５）。ここでも時分割時間Ｔｍ６の途中で目標温度に到達するので、その時点で両ヒーターを消灯（ＯＦＦ）させることになる。その後このような動作を繰り返して、目標温度を維持することになる。

なお、時分割制御においては、制御部１００は時間をカウントするだけでなく、たとえば、装置（電源部９０）が受電している公衆電源（ＡＣ）の電力周波数（東日本５０［Ｈｚ］、西日本６０［Ｈｚ］）（または交流の周期）をカウントして、点灯比率に応じた点灯比率となるように分割してもよい。

図１１は、第３ヒーター１４０の点灯、消灯のタイミングチャートと、検出温度のグラフである。図１１においてタイミングチャートとグラフの横軸である時間は同じにしている。

第３ヒーター１４０は、それ専用の中央部サーミスター８６が対応している。したがって、この中央部サーミスター８６の検出温度に応じて第３ヒーター１４０を点灯、消灯させることになる。つまり、制御部１００は、中央部サーミスター８６の検出温度が目標温度より小さい場合、第３ヒーター１４０を点灯させる。その後、検出温度が目標温度を超えるまで点灯状態を継続し、検出温度が目標温度を超えた段階で消灯する。このような制御によって、第３ヒーター１４０の目標温度を維持する。

処理がステップＳ８に遷移した後は、制御部１００は、操作部２２からのユーザー操作によって、画像形成指示があったか否かを判定する。判定の結果、画像形成指示がなかった場合（Ｓ８、ＮＯ）、処理はステップＳ４へ戻る。一方、画像形成指示があった場合（Ｓ８、ＹＥＳ）、制御部１００は、定着ベルト６３の目標温度を画像形成処理中の目標温度としてあらかじめ定められている画像形成目標温度に設定する（Ｓ９）。そして、制御部１００は、画像形成処理の実行を開始するように画像形成部４０を制御する。

続いて、制御部１００は、画像形成装置１内に設けられたファンの画像形成処理中における稼働状況に応じて第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯比率を算出する（Ｓ１０）。たとえば表１を参照して説明したように、制御部１００は、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯比率をそれぞれ４７［％］および５３［％］として算出する。

次に、制御部１００は、端部サーミスター８２から検出された温度（検出温度）を取得する（Ｓ１１）。

続いて、制御部１００は、取得した検出温度がステップＳ２４０で設定された目標温度より小さいか否かについて判定する（Ｓ１２）。判定の結果、検出温度が目標温度より小さい場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）、制御部１００は、ステップＳ１０にて算出した点灯比率となるように第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０を点灯させる（Ｓ１３）。その後、処理はステップＳ１５に遷移する。ここでの点灯比率も図１０を用いて説明したものと同じで分割された一定時間内において第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０の点灯時間が決められた点灯比率となるように制御するものである。

一方、検出温度が目標温度より小さくない場合（Ｓ１２、ＮＯ）、制御部１００は、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０を消灯させる（Ｓ１４）。その後、処理はステップＳ１５に遷移する。

ステップＳ１５では、制御部１００は、実行中の画像形成処理が終了したか否かについて判定する（Ｓ１５）。判定の結果、画像形成処理が終了していない場合（Ｓ１５、ＮＯ）、処理はステップＳ１１へ戻る。一方、画像形成処理が終了した場合（Ｓ１５、ＹＥＳ）、画像形成装置１の動作状態が画像形成処理中からアイドル中に遷移するため、処理はステップＳ１へ戻る。

次に、ステップＳ３の温度傾き値監視処理について説明する。

まず温度傾き値について説明する。温度傾き値は、定着ローラー６２の軸方向両端部間の温度差を表す指標である。

定着ローラー６２は、加圧ローラー６４との間で定着ベルト６３を介在させているが、画像を定着させる用紙が通る定着ニップを形成している。したがってこの定着ローラー６２の温度制御は重要である。

本実施形態では、既に説明したとおり、定着ローラー６２は、加熱ローラー６１および定着ベルト６３を介して加熱されている。その熱源はヒーターユニット１１０である。

そして、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０は、それぞれ両端部の発熱量が異なる。このため一方のヒーターのみを点灯すると、その間、発熱量の大きい方の端部側の温度が高くなる。このため一端部側と他端部側に温度差ができる。この軸方向における両端部間の温度差の指標として温度傾き値を用いる。

温度傾き値は、ある時点までの第１ヒーターの点灯状態、第２ヒーターの点灯状態から、加熱ローラー６１の軸方向の温度傾き値を求めることになる。

温度傾き値は、下記式（４）により求める。

温度傾き値＝ｔ１／Ｒ１−ｔ２／Ｒ２ …（４）
ここで、ｔ１／Ｒ１の項は第１ヒーター１２０の点灯時間ｔ１と、その算出時の式（３）で求められる第１ヒーター１２０の点灯比率Ｒ１である。ｔ２／Ｒ２は第２ヒーター１３０の点灯時間ｔ２と、その算出時の式（２）で求められる第２ヒーター１３０の点灯比率Ｒ２である。

なお、Ｒ１およびＲ２は、０［％］となる場合は、それぞれの項（ｔ１／Ｒ１、ｔ２／Ｒ２）は算出せず、それぞれの項は０（ゼロ）を置く。

この温度傾き値についてさらに説明する。温度傾き値は、第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０の点灯割合Ｒ１：Ｒ２が所定の割合（比率）で点灯したときに０となるようにしている。本実施形態では、たとえば、温度傾き値が０となるように、Ｒ１＝６０、Ｒ２＝４０に設定する。装置の前側はファンの影響で冷えやすい。そこで前側（一端部側）に発熱量の大きいヒーターランプ１２１を設けている第１ヒーター１２０の点灯比率を多くすることでファンの影響により前側に温度が傾くのを抑えるのである。

この点灯比率になるように時分割制御すると、第１ヒーター１２０が６秒、第２ヒーター１３０が４秒、すなわち６：４の割合で点灯したときに温度傾きが０となる。これを式（４）に代入すれば、温度傾き値＝６秒／６０−４秒／４０＝０となる。

この温度傾き値は、一定時間間隔で算出して積算して行く。実際の計算では、式（４）を見ればわかるとおり、たとえば一定時間間隔ごとに現在点灯しているヒーターを確認して第１ヒーター１２０が点灯している場合は、温度傾き値に（積算間隔時間／Ｒ１）を加え、第２ヒーター１３０が点灯している場合は、温度傾き値から（積算間隔時間／Ｒ２）を引くようにしてもよい（式（４）の第２項の前に引き算符号があることと同じである）
このようにして求められる温度傾き値は、定着ローラー６２の軸方向の両端部間の温度差そのものではなく、加熱ローラー６１内の第１および第２ヒーターの点灯状態から推定した温度差の指標である。そしてこの指標を基に温度の傾きを解消すればよいので、ここでは温度差そのものを知る必要はない。

なお、温度差の要因となる発熱量の大きい方のヒーターランプの発熱量だけを使用して温度傾き値を算出してもよい。このような算出方法とすることで温度傾き値の計算をごく簡単なものにすることができる。

図１２は、温度傾き値監視処理の手順を示すフローチャートである。

温度傾き値監視処理は、メインルーチンの処理と並行して行われる。まず、制御部１００は、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０のそれぞれの点灯経過時間（ｔ１、ｔ２）と点灯比率（Ｒ１、Ｒ２）から、温度傾き値を算出する（Ｓ３１）。温度傾き値は電源投入後、いずれかのヒーターを点灯することを始点として算出を開始する。その後装置の電源が切られるか、またはスリープ状態（ヒーターも消灯している状態が続いている状態）となった時点で温度傾き値の算出を終了する。

続いて、制御部１００は、温度傾き値があらかじめ決められた所定値より大きいか否かを判定する（Ｓ３２）。ここで温度傾き値が所定値より大きければ（Ｓ３２：ＹＥＳ）、メインルーチンでの処理に割り込みをかける。そしてこの割り込み処理において制御部１００は、次にヒーターを点消灯させるタイミングで優先点灯させるヒーターを温度傾き値に基づき決定し、そのヒーターを点灯させるように指示する（Ｓ３３）。

一方、温度傾き値が所定値より大きくなければ（Ｓ３２：ＮＯ）、処理はＳ３４へ遷移する。

ステップＳ３４では、制御部１００は、温度傾き値算出時間間隔として一定時間経時する（Ｓ３４）。このＳ３４の処理は、温度傾き値を一定時間間隔ごとに算出するための処理である。この時間間隔は、少なくともステップＳ２（またはステップＳ１０）において決定された点灯比率による各ヒーターのなかの最短点灯時間より短くする。この時間間隔はできるだけ短い方が好ましく、たとえば、１秒以下、好ましくは０．５秒以下（０秒を超える）の間隔である。このように各ヒーターのなかの最短点灯時間より短い時間間隔で、温度傾き値を求めることで、確実にヒーターの点灯切り換えのタイミグにおける温度傾き値を取得することができる。特に、より短い時間間隔とすることで、温度傾き値が急激に変化するようなことがあっても対応することが可能となる。たとえばアイドル状態から画像形成開始、逆に画像形成終了からアイドルへ戻るなどの変換点、また、用紙サイズや坪量が変化した時（詳細後述）など、様々に条件が変わったときでもリアルタイムで適切な温度傾き値を算出することができる。

さらに、温度傾き値に基づいた制御の具体例を説明する。図１３は温度傾き値に基づいた制御を説明するため説明図であり、ヒーターの点消灯のタイミングチャートと温度傾き値のグラフである。図１３においてタイミングチャートとグラフの横軸である時間は同じにしている。図１３は図１０に示した比較例の制御と同様に目標温度へ到達させる制御を行いつつ、本実施形態による温度傾き値による制御を加えたものである。

ここでは具体例としてたとえば、第１ヒーター１２０の一端部側ヒーターランプ１２１の発熱量を１１０％、他端部側ヒーターランプ１２２の発熱量を９５％、第２ヒーター１３０の一端部側ヒーターランプ１３１の発熱量を１０５％、他端部側ヒーターランプ１３２の発熱量を９５％とする。なお、ここで百分率で示した発熱量は、第３ヒーター１４０の発熱量を１００％とした場合の相対値である。

このような発熱量において点灯比率を第１ヒーター：第２ヒーター＝６０：４０、すなわちＲ１＝６０、Ｒ２＝４０とする。

時分割区間Ｔｍ１、Ｔｍ２…のそれぞれの区間内は、第１ヒーター１２０点灯および第２ヒーター１３０消灯となっている区間Ａ１と、第１ヒーター１２０消灯および第２ヒーター１３０点灯となっている区間Ａ２ある。

温度傾き値を求める際、実際の装置にあっては、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０がともに消灯した状態を加味する必要がある。第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０がともに消灯した場合は、加熱ローラー６１が完全に冷えるまでは機内冷却ファンのエアーフローにより温度の傾きが生じる。そこで、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０がともに消灯した場合を加味するために、式（４）に両ヒーター消灯時の影響を加味した下記式（５）により温度傾き値を算出することとする。

温度傾き値＝ｔ１／Ｒ１−ｔ２／Ｒ２−ｔ３／Ｒ３ …（５）
ここでｔ３は両ヒーターを消灯している時間である。Ｒ３は点灯比率と同様にしてファンの影響を加味するための値であり、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０がともに消灯した場合に、下記式（６）により求める。

第１および第２ヒーター消灯時ファン影響Ｒ３＝機内冷却ファン２２０の動作出力×係数１＋分離ファン２４０の動作出力×係数２ …（６）
式（６）中、係数１および係数２は前述した動作状態の変化に応じた各種ファンの稼働状況の変化をあらわすものであり、係数１は機内冷却ファン、係数２は分離ファンの稼働状態を表す値である。

なお、式（５）において、Ｒ３が０になるとき、すなわち、両方のファンが動作停止している場合（たとえば機内温度が十分に低い場合やスリープ中など）は、ｔ３／Ｒ３の項は算出せず０を置く。また、当然であるが両ヒーターのうち少なくとも一方が点灯している場合は、ｔ３＝０である。

この第３項を加えることで、両ヒーター消灯時においても、機内冷却ファンによって前側がより冷えやすいという装置構成特有の要因による温度傾き値を得ることができる。特に、ヒーター点灯時のような大きな温度変化ではなく、ファンの影響による、ヒーター点灯時と比較すれば小さな温度変化よる温度の傾きも求めることができるようになる。なお、両ヒーター消灯時の影響がほとんどないような装置構成の場合は、この第３項はなくてもよい（すなわち、上述式（４）のままで温度傾き値を求めればよい）。

図１３を参照して、式（５）を用いて温度傾きを求めた例を説明する。まず、時分割時間Ｔｍ１の間を算出する。時分割時間Ｔｍ１内の区間Ａ１は６秒であるから「温度傾き値＝６／６０−０−０＝１／１０」となる。この時点で所定値（後述）を超えている。このため、優先点灯させるのは、第２ヒーター１３０ということになるが、元々次のタイミングでは第２ヒーター１３０を点灯させるものとなっているので、そのままの制御となる。そして区間Ａ２は４秒であるから「温度傾き値＝０−４／４０−０＝１／１０」となる。これを時分割時間Ｔｍ１内で積算すると、「温度傾き値＝６／６０−４／４０＝０」となる。

次に時分割時間Ｔｍ２の間を同様に算出する。時分割時間Ｔｍ２内の区間Ａ１およびＡ２は時分割時間Ｔｍ１と同じであるから「温度傾き値＝６／６０−４／４０＝０」となる。これを時分割時間Ｔｍ１にさらに積算すると、Ｔｍ１＝０およびＴｍ２＝０であるから「温度傾き値＝０＋０＝０」となる。

次に、時分割時間Ｔｍ３内を計算する。時分割時間Ｔｍ３内の区間Ａ１「温度傾き値＝６／６０−０−０＝１／１０」となる。そして、時分割時間Ｔｍ３内では途中で目標温度に到達するため、区間Ａ２では途中まで第２ヒーター１３０が点灯していることになる。この途中までの第２ヒーター１３０の点灯時間は１秒である。

そうすると、時分割時間Ｔｍ２内の区間Ａ２での温度傾き値は「温度傾き値＝０−１／４０−０＝１／４０」となる。これをこれまでの温度傾き値と積算する。時分割時間Ｔｍ１、Ｔｍ２はいずれも０であるから、実質的には時分割時間Ｔｍ３内の区間Ａ１との積算となる。したがって、積算値は「温度傾き値＝６／６０−１／４０−０＝３／４０」となる。この時点でも所定値を超えたままである。そして温度傾き値は「正」の値であるから一端部側の温度の方が他端部側よりも高いことを示している。なお、ここでは式（４）および式（５）から、一端部側の温度が高い場合に温度傾き値は「正」の値になる。

したがって、次の点灯タイミングでは、他端部側の温度を高くするために第２ヒーター１３０を優先点灯させるように決定して指示することになる。

続いて、時分割時間Ｔｍ３の途中から時分割時間Ｔｍ４では第１ヒーター１２０も第２ヒーター１３０も消灯が続く。この間も、温度傾き値の算出は続けられる。この間は、「温度傾き値＝０−０−ｔ３／Ｒ３」となる。

その後、目標温度を下回った時点で、ヒーター点灯が再開される。ヒーター点灯再開時点でも温度傾き値は所定値を超えているので、時分割時間Ｔｍ５では、先ほど優先点灯させるように決定した第２ヒーター１３０を点灯させることになる。

その後は、同様に、Ｔｍ５、Ｔｍ６…と同様に、目標温度へ到達させるための制御とともに、温度傾き値による制御が継続されることになる。

なお、図１３の例とは異なり、両ヒーターを消灯している間（Ｔｍ３の途中からＴｍ４）に、温度傾き値の積算値が所定値未満となった場合は、先ほど第２ヒーター１３０を優先点灯させるように決定したものと、元の第１ヒーター１２０を優先点灯させることに再度決定することになる。

このように本実施形態では、温度傾き値に基づいて、次の点消灯のタイミングで優先的に点灯させるヒーターを決めている。

そしてこのような温度傾き値による制御を入れたことで、通常の時分割による制御では益々温度傾き値が大きくなるところが、本制御によっていち早く温度傾き値を小さくすることができるのである。したがって、定着ローラー６２の両端部間の温度差が少なく軸方向における温度の均一化を図ることができる。しかも、第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０による総合熱量は、通常の時分割制御（図１０参照）の場合とほとんど変わらないため、目標温度への到達時間が長くなるようなこともない。

ここで、温度傾き値と比較する所定値について説明する。温度傾き値は、既に説明した式（４）および（５）式から、傾きの無い状態が０である。したがって、所定値は、好ましくは０である。所定値＝０とすることで定着ローラー６２の軸方向の温度の傾きをなくすように制御できる。なお、図１３においても所定値＝０としている。

ただし、所定値は０以外であってもよい。たとえば定着ローラー６２の両端部間温度差がどの程度発生すると定着ローラー６２の軸方向の温度が不均一になり、それが画像形成に影響するかどうかによって決めるようにしてもよい。これは、既に説明したとおり、画像形成装置内部は多くのファンによって空冷されているので、装置内部の空気の流れが機種や個体ごとに異なる。このため定着ローラー６２の両端部間温度差がどの程度現れるかは機種や個体ごと異なり、それによる画像形成への影響も異なる。所定値を０以外とすることで、このような機種や個体ごとの違いを加味して温度傾きを補正することができる。このような場合、同じ機種では同じ所定値をセットしてもよい。またたとえば、画像形成に影響するようになる手前で、それ以上温度傾きが発生しないようにマージンを持たせた所定値としてもよい。このようなマージンを持たせることで、画像不良が発生するほどの温度傾きが生じる前に、温度傾きの発生を抑えることが可能になる。所定値を０以外にする場合は、正側と負側のそれぞれに所定値を設けるか、または所定値と温度傾き値の絶対値を比較するようにしてもよい。

この温度傾き値による制御は、ここでは「正」の方向に傾く例を説明したが、もちろん「負」の方向に傾いた場合でも同様に制御する。すなわち、他端部側の温度が一端部側より高くなるような場合には、符号が「負」になる。そして温度傾き値が所定値を超えれば、本来第２ヒーター１３０を点灯するタイミングであっても、第１ヒーター１２０を点灯するように制御する。

なお、本実施形態では、温度傾き値監視処理をステップＳ３としたが、この処理は、ヒーターへの電力供給前であればどの段階から入ってもよい。たとえばステップＳ１の前、装置の電源投入直後から温度傾き値監視処理を行うようにしてもよい。

次に、温度傾き値が大きくなった場合の制御について説明する。たとえば、定着ニップ幅よりも小さな用紙を片側基準で通紙させた場合、片方の端部温度だけが低下する。このような場合、温度傾き値が通常の目標温度への制御の状態よりも大きくなることがある。また、通紙により定着ローラー６２全体の温度も低下する。したがって、このような場合はいち早く定着ローラー６２全体の温度を目標温度まで上昇させるとともに定着ローラー６２軸方向の温度の傾きもいち早く解消する必要がある。

たとえば、他端部側基準で定着ニップ幅に満たない用紙が通紙されたものと仮定する。この仮定では、使用された用紙の幅から一端部側は通紙していないことがわかる。そうすると一端部側の温度低下は大きくないことがわかる。このような場合は、他端部側の温度が低く、一端部側の温度が高い状態となった温度傾き値を推定することになる。このような場合も、式（４）または式（５）から温度傾き値を求めることができる。

ここでもファンの影響を加味した式（５）を用いて算出する場合を説明する。ここでは通紙した時点で、温度低下が見込まれる他端部側の発熱量が大きい第２ヒーター１３０が消灯している状態であると仮定する。したがって、式（５）中のｔ２は０と置く。一方、通紙されていない一端部側の発熱量の大きな第１ヒーター１２０を点灯と仮定して、式（５）のｔ１に通紙時間を入れる。既に説明したとおり、温度傾き値はあくまでも両端部間温度差の指標であって温度差そのものではない。

そして、このような他端部側基準で通紙する場合、他端部側には端部サーミスター８２があるため、通紙により低下した温度が検出できる。一方、一端部に温度センサーはないが、一端部は通紙されないため、その温度低下はわずかである。したがって、一端部の温度は、通紙前の端部サーミスター８２の温度からわずかに下がった温度となる。そこで温度傾き値は下記式（７）により求めることになる。

温度傾き値＝通紙中の端部サーミスター８２の検出温度−通紙前の端部サーミスター８２の検出温度×温度低下係数 …（７）
温度低下係数は、他端部に通紙したときに、通紙していない一端部側の温度がどの程度下がるかを加味するための係数である。このような温度低下係数はあらかじめ決めておくことになる。このような端部サーミスター８２の検出温度を用いた温度傾き値の算出は、上述した仮定に基づくものより複雑ではあるものの、厳密な温度傾き値を推定することができる。

温度傾き値が大きく上昇した場合の具体的な制御例を説明する。図１４は、温度傾き値が高くなっている場合の制御を説明するため説明図であり、ヒーターの点消灯のタイミングチャートと温度傾き値のグラフである。

図１４では、一端部側の温度が他端部側より高くなっている場合を想定する。この場合、温度傾き値は「正」側に大きくなっている。

この状態で、単純に時分割で制御した場合、温度が下がっている他端部側の温度をより上げるための点灯比率が設定される。つまり第２ヒーター１３０を点灯比率が大きい時分割となる（図中一点鎖線）。そうすると第２ヒーター１３０の点灯比率が大きいとはいえ、途中第１ヒーター１２０も点灯するため、なかなか温度傾き値が下がらない。

一方、本実施形態では、温度傾き値が所定値を超えている間は、常に温度傾き値が補正されるヒーターを優先点灯するように制御することになる。したがって、図１４に示すように、時分割制御におけるヒーターの切り換えタイミングである、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３においては、いずれも所定値を超えているので、そのまま第２ヒーター１３０の点灯が継続される。そして、Ｃ４の時点で温度傾き値が所定値以下となるので、通常の時分割制御に戻ることになる。したがって、目標温度到達後は、第１ヒーター１２０も第２ヒーター１３０も、ＯＦＦとなる。その後は装置の稼働状況に応じて制御されることになる。

このような制御は、既に説明した温度傾き値監視処理の手順（図１２）および具体例（図１３）と同じ制御における温度傾き値に、さらに、通紙中の温度傾き値として上記式（７）を積算（加算）したものである。

このように本実施形態は、定着ローラー６２軸方向の温度が大きく傾いたような場合であっても、温度傾き値からそのような状態になったことを推定することができる。そして温度傾き値を補正するようにヒーターの点灯、消灯を制御することで素早く定着ローラー６２軸方向の温度の傾きを補正することが可能となる。

また、このような目標温度への昇温時における制御は、以下の効果も得ることができる。時分割制御では、第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０の点灯、消灯を交互に繰り返すことで所定の点灯比率となるようにして、目標温度に到達させるようにしている。このように複数のヒーターの点灯、消灯を短い時間間隔で繰り返すと、ヒーターの切り替えのタイミングで一時的に電力不足が生じることがある。このような電力不足が生じると、一時的とはいえ、定着ローラー６２を十分に加熱することができずに、温度が低下する場合がある。特に定着ローラー６２の熱容量が低い場合にこのような現象が起こりやすい。また、ヒーターの切り換え時においては、突入電流が発生する可能性がある。この突入電流は、たとえばスルーアップ、スルーダウンによって解消できるが、そのためには同様に電力不足が生じる可能性がある。

このような現象は、複数のヒーターのうち、一つのヒーターのみを継続して点灯させることで抑制することができる。本実施形態による温度傾き値を用いた制御は、ヒーターの切り換えが少なくなるため、電力不足の問題を少なくすることができるのである。

以上説明したように、本実施形態によれば、温度センサーとして端部サーミスター８２を他端部のみに設け、一端部側においては温度センサーを省略することができる。しかも、本実施形態は、一端部側の温度センサーを省略したにもかかわらず、定着ローラー６２の軸方向の温度差を常に小さい状態に維持することが可能となる。また、本実施形態は、温度傾き値が大きくなった場合でも、温度傾き値に基づいて各ヒーターを制御して定着ローラー６２軸方向の温度の傾きを小さくすることができる。このように本実施形態によれば、複数のヒーターを備えた定着部（定着装置）において、空間的な制約により十分な数の温度センサーの設置が難しい状況においても、確実に定着装置の温度制御を行うことができるのである。

（他の制御形態）
上述の制御例では、第１ヒーター１２０と第２ヒーター１３０の点灯比率を達成するために、時分割制御による例を説明した。しかし、本発明は、このような時分割制御に限定されるものではない。本発明は、たとえば、電力制御による発熱量の制御に対応したヒーターを用いることもできる。電力制御可能なヒーターを用いた場合は、電源部９０から供給する電力を制御することで、各ヒーターの発熱量を決められた点灯比率となるように制御することになる。また温度傾き値による制御も供給電力を制御することで実施可能である。

たとえば、上述した６０：４０の点灯比率と同じ発熱量となるように供給電力を制御する場合を説明する。たとえば、第１ヒーター１２０および第２ヒーター１３０ともに最大発熱時の消費電力を７００Ｗとする。そうすると、これらを６０：４０の比率となるようにするためには、第１ヒーター１２０は７００Ｗ×６０％＝４２０Ｗとなる。第２ヒーターは、７００Ｗ×４０％＝２８０Ｗとなる。したがって、第１ヒーター１２０への供給電力を４２０Ｗ、第２ヒーター１３０への供給電力を２８０Ｗとすることで、６０：４０の点灯比率を達成することができる。

このような電力制御による温度傾き値の算出は、式（４）または式（５）と同じでよく、そのときの点灯比率で電力制御している時間をｔ１、ｔ２の値として算出すればよい。すなわち、式（４）から、「温度傾き値＝ｔ１／６０−ｔ２／４０」となる。ただし点灯している時間は同じであるためｔ１＝ｔ２となる。

そして、制御部１００は、温度傾き値が所定値を超えたなら、温度傾き値を補正する方向のヒーターへの電力供給量を大きくする（逆側のヒーターの電力供給量を少なくする、または電力供給を停止する）。

たとえば温度傾き値が「正」側に大きくなった場合、一端部側の温度が高くなっていることを表している。この場合、他端部側の発熱量が大きいヒーターランプを有している第２ヒーター１３０の電力供給量を上げて、第１ヒーター１２０側の電力供給量を下げることになる。具体的には、両ヒーターを６０：４０の比率で点灯させている場合、温度傾き値が所定値（ここでも所定値＝０としている）を超えて、傾きが「正」方向の場合、第１ヒーターを０％＝０Ｗ、第２ヒーターを１００％＝７００Ｗとする。この状態で温度傾き値が小さくなったら、元の６０：４０＝４２０Ｗ：２８０Ｗに戻すことになる。

このようにヒーターへの電力を制御する形態であっても、空間的な制約があるなか、複数のヒーターを備えた定着部（定着装置）において十分な温度制御を行うことができる。

（他の装置形態）
上述した画像形成装置１の構成は、定着部６０に定着ベルト６３を用いた形態を例示した。しかし本発明は、このような定着ベルト方式に限定されるものではない。図１５は定着ローラー６２と加圧ローラー６４が直接接する定着部の形態を示す概略図である。

この形態は、定着ローラー６２と加圧ローラー６４が直接接して定着ニップを形成している。そして、定着ローラー６２内にはヒーターユニット１１０が配置されていて、定着ローラー６２を加熱する。

このような形態においても、ヒーターユニット１１０内には複数ヒーターが配置されていて、温度傾き値による制御を上述した実施形態と同じように行うことができる。

さらに、上述した画像形成装置１の構成では、ヒーターユニット１１０には３個のヒーターが設けられている形態を示したが、本発明はこれに限らず、両端部でそれぞれ配熱が異なる少なくとも２本のヒーターを用いた形態であれば適用可能である。

図１６は、両端部でそれぞれ配熱が異なる２本のヒーターを用いた形態を示す概略図である。

この形態のヒーターユニット１１０は、第１ヒーター１５０と第２ヒーター１６０が配置されている。第１ヒーター１５０は一端部側に発熱量の大きなヒーターランプ１５１が配置され、他端部側に発熱量の小さいヒーターランプ１５２が配置されている。一方、第２ヒーター１６０は、一端部側に発熱量の小さなヒーターランプ１６１が配置され、他端部側に発熱量の大きいヒーターランプ１６２が配置されている。そして他端部側の画像形成領域外となる位置に高温（異常温度）を検出するための他端部サーミスター８０、他端部側のヒーターランプ１５２および１６２に対応した位置に端部サーミスター８２とサーモスタット８４が配置されている。一方、一端部側のヒーターランプ１５１および１６１に対応した位置にはサーモスタット８８が配置されているが、サーミスターは配置されていない。このようなヒーターユニット１１０の形態においても、温度傾き値を用いた制御を行うことで定着ローラー６２の軸方向の温度を均一に維持することができる。また、一方の端部にのみ温度センサーであるサーミスターを設ければよいので、小型の装置でも複数ヒーター構造を採用することができる。また、小型化だけでなく、温度センサーを複数配置する必要がなくなるので、コストダウンを図ることができる。

以上本発明と適用した実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を限定的に解釈するものではない。たとえば、他端部側に温度センサーである端部サーミスター８２を設けたが、これは一端部側に設け、他端部側を省略する形態であってもよい。さらにサーモスタットについても、高温を検出して各ヒーターへの電力供給を遮断できるものであれば、各ヒーターに対して１対１で対応していなくてもよい。そのほかヒーターユニット１１０は、画像形成装置１の内部において、定着部６０の上側に配置されたローラー（加熱ローラー６１または定着ローラー６２内部）設けたが、加圧ローラー６４側であってもよい。

そのほか、本発明は特許請求の範囲によって解釈されるものであって、上述した実施形態や装置構成例、仮定した事例などに限定的に解釈されるものではない。

１画像形成装置、
１０画像読取部、
２０操作表示部、
２１表示部、
２２操作部、
３０画像処理部、
４０画像形成部、
５０用紙搬送部、
６０定着部、
６１加熱ローラー、
６２定着ローラー、
６３定着ベルト、
６４加圧ローラー、
７１通信部、
７２記憶部、
８０他端部サーミスター（ｔｍｓ）、
８２端部サーミスター（ｔｍｓ）、
８４中央部サーモスタット（ｔｍｔ）、
８６中央部サーミスター（ｔｍｓ）、
８８一端部サーモスタット（ｔｍｔ）、
９０電源部、
１００制御部、
１０１ＣＰＵ、
１０２ＲＯＭ、
１０３ＲＡＭ、
１１０ヒーターユニット、
１２０、１５０第１ヒーター、
１３０、１６０第２ヒーター、
１２１、１５１第１ヒーターの一端部側ヒーターランプ、
１２２、１５２第１ヒーターの他端部側ヒーターランプ、
１３１、１６１第２ヒーターの一端部側ヒーターランプ、
１３２、１６２第２ヒーターの他端部側ヒーターランプ、
１４０第３ヒーター、
２１０吸気ダクト、
２２０機内冷却ファン、
２３０定着排気ファン、
２４０分離ファン、
２５０加圧ローラー冷却ファン。

Claims

用紙上のトナー像を加熱して定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーを加熱するために設けられていて、前記定着ローラーの軸方向の一端部の発熱量が他端部より大きな第１ヒーターと、前記他端部の発熱量が前記一端部より大きな第２ヒーターと、
前記定着ローラーの温度を検出する温度センサーと、
前記温度センサーが検出した温度が目標温度となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯比率を決定して、当該点灯比率により前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を制御するとともに、
前記目標温度となるまで、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯経過時間と前記点灯比率に基づいて前記定着ローラーの軸方向の温度傾き値を求め、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターを優先的に点灯させる制御部と、
を有する、画像形成装置。
前記制御部は、前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度に到達すると前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させ、その後、前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度を下回っている場合は、時分割制御により前記点灯比率となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を切り替えるようにされ、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの内、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターが、前記目標温度に到達して前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させる直前に点灯中であった場合は、再び検出温度が前記目標温度を下回った際に、前記点灯中であったヒーターを優先して点灯させる、請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターの点灯時間と前記第２ヒーターの点灯時間を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターへの供給電力と前記第２ヒーターへの供給電力を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記温度傾き値とあらかじめ決められた所定値を比較して、前記温度傾き値が前記所定値を超えている場合に、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターの点灯比率を大きくし、前記温度傾き値を大きくさせる方のヒーターの点灯比率を小さくする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記温度傾き値を各ヒーターのなかの最短点灯時間より短い間隔で求める、請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
用紙上のトナー像を加熱して定着させる定着ローラーと、
前記定着ローラーを加熱するために設けられていて、前記定着ローラーの軸方向の一端部の発熱量が他端部より大きな第１ヒーターと、前記他端部の発熱量が前記一端部より大きな第２ヒーターと、
前記定着ローラーの温度を検出する温度センサーと、を有し、
前記温度センサーが検出した温度が目標温度となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯比率を決定して、当該点灯比率により前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を制御する画像形成装置の制御方法であって、
前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯比率を決定して、当該点灯比率により前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を制御するとともに、
前記目標温度となるまで、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯経過時間と前記点灯比率に基づいて前記定着ローラーの軸方向の温度傾き値を求め、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターを優先的に点灯させる、画像形成装置の制御方法。
前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度に到達すると前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させ、その後、前記温度センサーが検出した温度が前記目標温度を下回っている場合は、時分割制御により前記点灯比率となるように前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの点灯、消灯を切り替えるようにされ、前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターの内、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターが、前記目標温度に到達して前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターを消灯させる直前に点灯中であった場合は、再び検出温度が前記目標温度を下回った際に、前記点灯中であったヒーターを優先して点灯させる、請求項７に記載の画像形成装置の制御方法。
前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターの点灯時間と前記第２ヒーターの点灯時間を制御する、請求項７または８に記載の画像形成装置の制御方法。
前記点灯比率となるように、前記第１ヒーターへの供給電力と前記第２ヒーターへの供給電力を制御する、請求項７または８に記載の画像形成装置の制御方法。
前記温度傾き値とあらかじめ決められた所定値を比較して、前記温度傾き値が前記所定値を超えている場合に、前記温度傾き値を小さくさせる方のヒーターの点灯比率を大きくし、前記温度傾き値を大きくさせる方のヒーターの点灯比率を小さくする、請求項７〜１０のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。
前記温度傾き値を各ヒーターのなかの最短点灯時間より短い間隔で求める、請求項７〜１１のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。